混合信号:研究发现昆虫使用非常不同的化学物质来识别蚁后
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人们一直认为，所有的蚂蚁、黄蜂和其他群居昆虫都使用一种共同的化合物来区分蚁后和工蜂以及它们的蜂群或蜂巢的其他成员。但新的研究发现，这些化学信号存在显著差异，即使是在关系密切的物种之间。这项工作是由北卡罗来纳州立大学、北卡罗来纳自然科学博物馆、加州大学河滨分校和伊利诺伊大学香槟分校的科学家们完成的。
“这些化学特征非常重要，因为社会昆虫群体没有它们就无法运作，”一篇关于这项工作的论文的主要作者阿德里安·史密斯(Adrian Smith)说。他是北卡罗来纳州生物科学助理研究教授，也是北卡罗来纳州自然科学博物馆进化生物学和行为研究实验室的负责人。“这些信号是昆虫群体中区分雄性和雌性、工蜂和蚁后的方法。”
研究人员收集了在美国东南部发现的三种密切相关的捕颚蚂蚁种群:大ruginodis，o . relictus和o . haematodus．然后，研究人员从每个蚁群的蚁后和工蚁的角质层(或外骨骼)上提取化学物质样本，并用气相色谱仪分析每只蚂蚁的化学特征。
研究人员发现，每种捕颚鱼的蚁后使用非常不同的化学物质来区分自己和工蜂。
史密斯说:“这些信息素不仅不属于所有群居昆虫女王所共有的化合物，而且它们彼此之间甚至不相似。”“每个物种都使用自己独特的化学混合物。据我们所知，其中两种化学物质在科学上是全新的。”
这些新的化学物质属于一类叫做二烷基四氢呋喃的化合物，这种化合物以前在蝴蝶身上发现过，但在其他群居昆虫物种中没有发现。
蚁后和工蚁都是雌性，但研究人员也对雄蚁身上的化学物质进行了取样。
“在这三个大尽管你仍然可以区分不同物种，但雄性比雌性有更多相似的化学特征，”史密斯说。
“雄性蚂蚁是蚁群的局外人——它们飞出蚁群繁殖，然后死去，”史密斯说。“也许正因为如此，它们没有得到很好的研究。我们对它们的化学特征知之甚少，尽管这些雄性信息素可能在未来的蜂王识别配偶方面发挥着关键作用。”
新发现在两个领域提出了有趣的问题。一个问题是:这些结果是否证明了昆虫群居和独居之间的进化联系?
“独居昆虫利用它们的化学特征来区分性别并寻找配偶，”史密斯说。“这项研究表明，群居昆虫可能也在做同样的事情，以及群居昆虫特有的事情，比如蚁后信号。”
另一个问题围绕着研究人员发现的新化合物大皇后区。还需要进一步的研究来探究蚂蚁为什么进化出了这些化学物质，以及这些化学物质在其他方面是否有实际用途。
纸”,生殖信号和性别特异性角质层化学特征的比较分析大trap-jaw蚂蚁，发表在实验生物学杂志．该论文由加州大学河滨分校的乔斯林·米勒和伊利诺伊州的安德鲁·苏亚雷斯共同撰写。可以在网站上找到解释该作品的视频https://www.youtube.com/watch?v=ylsLPjDjZ3Q．
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
“生育力信号和性别特异性角质层化学特征的比较分析大trap-jaw蚂蚁”
作者: Adrian A. Smith，北卡罗莱纳州立大学和北卡罗莱纳自然科学博物馆;Jocelyn G. Millar，加州大学河滨分校;伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的安德鲁·v·苏亚雷斯(Andrew V. Suarez)
发表: 2月3日,实验生物学杂志
DOI: 10.1242 / jeb.128850
文摘:包裹在昆虫角质层上的脂质混合物含有许多化学信号。在许多独居昆虫中，配偶的选择是由性别二型的角质层化学调节的，而在群居昆虫中，这些特征提供了识别群体成员和评估个体生育状况的信息。蚁后和工蜂的概况已经被描述为许多群居物种，但很少有比较的生育信号密切相关的物种。此外，角质层脂质谱的性别二型性仅在两种蚂蚁中被报道过。这项研究描述了三种蜂的蜂后、工蜂和雄蜂的表皮化学特征大trap-jaw蚂蚁:o . ruginodis，o . relictus,o . haematodus．这些与生育信号和已经描述过的两性二态分布相比较o . brunneus．我们报告说，生育信号在这个属中是不保守的:化学化合物区分蜂后和工蜂在数量和类型上不同的物种。此外，角质层提取物中最丰富的化合物o . ruginodis相对于工蜂的皇后被鉴定为新型2,5-二烷基四氢呋喃。植物提取物的生物测定o . ruginodisQueens指出，二烷基四氢呋喃和碳氢化合物组分在激发工人行为反应方面可能具有协同作用。与此相反，区分雄性和雌性的角质层脂质在不同物种间更为保守，异构体和相对丰度的差异构成了物种间的主要差异。我们的研究结果为这些接触化学信号是如何在群居昆虫中产生和进化提供了新的见解。
